‘대장정’ 떠나는 다누리, 어떤 임무 수행하나

내년 1월 1일 달 궤도 안착해야 성공
이후 하루 12번 공전하며 관측 임무
지구·달 파일전송 기술 검증도 병행

대한민국 첫 달 궤도선 '다누리(KPLO)'가 올 12월 31일까지의 달을 향한 먼 여정에 닻을 올린다. 우주 항해의 성공을 선언할 수 있는 날은 달 궤도에 들어가는 2023년 1월 1일이다. 이때부터 다누리는 달 상공 100km 궤도에서 하루 열두번 공전하며 2031년 쏘아올릴 한국 첫 '달 착륙선'을 어디에 내릴 지를 탐색하고 달과 지구간 우주 통신기술을 검증하는 임무를 1년간 수행한다. 다누리에 실려 올라간 통신장비엔 글로벌 톱아이돌 방탄소년단(BTS)의 메가 히트곡 '다이나마이트'가 실려있다. 달에서 쏜 '다이나마이트' 전파가 한국으로 전송되는 날 정부는 다누리의 성공적 임무수행 성과를 전세계에 공표할 것으로 보인다.

4일 과기정통부 등 우주항공 당국에 따르면 다누리가 한국시간 5일 오전 8시 8분(미국 동부시간 4일 오후 7시 8분)께 미국 플로리다주 케이프커내버럴 우주군 기지에서 스페이스X사의 팰콘9 발사체에 실려 발사되면 40분 후 발사체에서 분리 되고 1시간 후에는 지상국과 교신이 이뤄진다. 가장 중요한 순간은 발사 후 2~3시간 지나 BLT(Ballistic Lunar Transfer) 궤적에 제대로 들어갔는 지의 판단이다.

큰 문제가 없다면 12월 16일 달 궤도에 들어가기 위한 추가적 기동에 들어간다. 약 보름간 5~6번의 기동을 성공시켜야 하는데 우주항공 당국은 이를 가장 큰 이벤트로 꼽았다. 김대관 항우연 달탐사사업단자은 "'내일이면 끝난다'는 심정도 있지만, 여정은 이제 시작됐고 12월31일 임무 궤도 도착 순간까지 긴장감을 놓을 수 없다"면서 "2023년 1월 1일 달 궤도에 안착하는 이때 '성공'이라는 말을 쓸 수 있을 것"이라고 전했다.

존 구이디 나사 우주탐사시스템부 부국장은 "이번 BLT 궤적을 설계한 한국 팀은 아주 영리하다"며 "아주 드문 궤적이지만, 나사의 고다드 우주센터 등과 함께 이 궤도를 오랜기간 검토해 왔기 때문에 비행은 아주 성공적일 것"이라고 전했다. BLT는 다른 궤적에 비해 이동거리가 길지만 연료를 상당량 절감할 수 있는 장점이 있다.

그는 "달의 극지방은 영구음영이라 굉장히 흥미롭다. 결코 태양 빛이 비추지 않기 때문에 수십억년간 쌓인 동결된 물이나 태양입자 등의 물질들이 있다"면서 "한국이 이후 착륙선을 만든다면 달의 극지방 탐사를 제안한다"고 말했다. 한국은 2031년 최초의 달 착륙선 발사를 예고한 상태다.

다누리가 임무를 수행할 운용 궤도는 달 상공 100km 지점이다. 내년 1월 정상 동작이 가능한지 점검과 광학탑재체 보정을 마친 이후 2월부터 본격적인 운영이 시작된다. 달 궤도를 하루 12회 공전하며 달 관측 및 과학기술 임무를 수행하게 된다. 2031년 쏘아 올릴 달 착륙선을 어디에 내리면 좋을 지 착륙 후보지를 탐색하고, 자기장과 방사선 관측 등의 달 과학연구를 병행한다.

달 궤도선 운영을 위한 심우주지상안테나·NASA 심우주 네트워크 연동, 명령전송과 상태정보 수신, 임무계획 수립과 궤도결정 및 기동계획 수립 등 우주인터넷 기술도 검증한다. 우주인터넷 장비에 실린 파일엔 'BTS'의 다이나마이트 뮤직비디오가 담겨 있는데 이를 지구로 송신하는 업무도 수행한다. 컨텐츠를 고민하던 한 연구원의 아내가 BTS의 노래를 제안해 이뤄진 것으로 향후 정부가 달탐사선 성공을 공표하는 데 활용 될 것으로 보인다.

다누리 수명은 1년이다. 수명을 다 한 다누리에 대해선 4~5개의 활용 시나리오가 준비돼 있지만 어떤 안을 채택 할 지는 정해지지 않았다. 시나리오별로 특정 탑재체에 유리하거나, 더 오래 쓸 수 있는 등 장단점이 있어 2023년 중반쯤 다누리에 남아 있는 연료량을 예측해 가장 최적화된 연장 임무를 판단한다는 방침이다. 이 판단엔 정부의 승인과 NASA의 협력도 요구된다.

이번 달 궤도선에도 한화그룹의 참여가 두드러진다. 특히 한화시스템은 미국과 협력하는 사업이라 공개가 제한적이지만, 고해상도 카메라내 전원공급기를 맡은 것으로 전해졌다. ㈜한화도 달 궤도선의 궤도수정과 자세제어용 추진시스템 설계 및 제작에 참여했다. KAI도 본체 제작에 일부 참여한 것으로 알려졌다.

김대관 항우연 달탐사사업단장은 "누리호 성공과 다누리 발사에 그치지 않고 달 착륙선, 유인 탐사선, 더 먼 심우주까지 나아갈 수 있었으면 좋겠다"면서 "국민적 관심이 이어져 비전도 제시한다면 앞으로 우리나라 우주개발 미래가 밝지 않을까 싶다"고 전했다.